電磁気の質問です 問3の解説の「点dに対する点bの電位は2E/3」 この2E/3がどこから出てくるのか教えてください お願いします

83 ブリッジ回路 r 図1のように,抵抗値の抵抗を接続した。 以下の問いでは、 電源および電流計の内部抵抗は無視できるものとする。 <2015年 追試 問1 のを, 計にはムの電流が流れた。ムは - 図2のように、電圧Eをac間にかけたとき、電流 図1 E r 次の①~⑧のうちから一つ選べ。 の何倍か。 正しいも A a (2) 1 3 倍 (3 E b ① 2 2 2 (5) 5 7 2 ⑦ (8) 3 4 (6) 2 はIの電流が流れた。I2 は 問2 図3のように, 電圧Eをbd間にかけたとき, 電流計に E の何倍か。 正しいものを,次 の①~⑧のうちから一つ選べ。 b 倍 1|45|2 100 1/10 1/1/1 G ⑦ 3 2 1 (4) 32 (5) 2 (A) 72 図2 問3 bd間の抵抗を電気容量Cのコンデンサーにつなぎかえ た。図4のように,電圧Eをcd間にかけ, 十分に時間が経 ったとき, コンデンサーに蓄えられている電荷は,CとEの 積 CE の何倍か。 正しいものを,次の①~⑧のうちから一つ 選べ。 倍 ① C 1 ② ⑦ 13 54 ③ ⑧ 1-2 5-3 3 3-4 id E 図3 第4章 電磁気 b ed C E 図 4 直流回路 ブリッジ回路

物理基礎　力のつりあい この問の2番の解答で辺々割るというところがよく分かりません。 どうして割れるのか教えて欲しいです。

[リード C 第3章力のつりあい 29 31 弾性力 軽いつる巻きばねの一端を天井に固定し,他端に質量 2.0kg のおもりをつるしたら長さが 0.38mになり,質量 3.0kg のおもりBをつるし たら長さが 0.45mになった。 重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 ばねの自 然の長さは何か。 また, ばね定数んは何 N/m か。 18 0.38m 0.45m l : A B 合 闘員三)貴三() 大 る用 k:

孤立しているから赤枠の部分も立式できると思うんですが、なぜ解答で使わないんですか？教えて下さい。

(2) S1 を開いた後、 図2のように, S2 を閉じて十分時間が経過後の Co, C1, C2 にかかる電圧をそれぞれ Vo, V1, V2, 蓄えられる電気量 をそれぞれQo, Q1 Q2 とする。 外鋼両型 C の上側の極板と C1 の上側の極板について, 電気量保存の法則より Q=CE=Q + Q1 ………… ① C の下側の極板とC2の上側の極板について,電気量保存の法則より 0=Q1+Q2 ∴ Q1 Q2 ...... ② = また, 電圧の関係式より S2 Vo = V1 + V2 ・・・・・・ ③ C1 ここで +Q(=CE) Co Qo C2 Q=CVo. Vo= C Q1 Q1=2CV1 .. V1= + Q1 2C V₁t C₁ +Qo Q1 Q2 Q2=CV2 ... V2 V2= + Q2 C V2 これらを③式に代入して 図2 Qo Q1 = -+- C 2C Q2 ・③' C CE=00+01 01=02 ① ② ③'式より Qo = 3³ CE, Q₁ = Q₂ = 1/14 2 CE

この黄色下線の式が成り立ちということは張力Sの方が見かけの重力g'より大きいということですか？

平な床面上で水平方向に運動することができる実験装置を 止させ、実験装置内の天井の点Qに, 軽くて伸び縮みしない長さLの糸の一端 を固定し、糸の他端に質量mの小球を取り付け, 小球を最下点Aで静止させた。 全体が静止した状態から実験装置を一定の大きさαの加速度で水平右向きに動 かし続けて,実験装置内に固定したビデオカメラで振り子の小球の運動を撮影す ると,糸がたるむことなく,小球が点Aから上昇して鉛直線と糸のなす角度が 60°となる点Cに達した後,点B を中央としてAC間の円弧上を往復するようす が確認できた。 空気抵抗は無視できるものとする。 ma 60° mg 糸 実験装置 L 問4 次の文章中の空欄 ウ 小球 m 図5 →a B-1 床面 a D = ±av² + myle - +4 AV - myL I に入れる向きと数値の組合せとして 最も適当なものを,後の①~⑥のうちから一つ選べ。 23 ビデオカメラで撮影した小球の運動において, 小球にはたらく重力と慣性 力の合力をみかけの重力とよぶこととする。 このみかけの重力の向きは ウ の向きである。また,実験装置の加速度の大きさと重力加速度の 大きさの比は a エ である。 g ウ H ④ ⑤ ⑥ QA Q → A Q → B Q →B Q→C Q-C → √3 32 1 √3 1 18 √√3 2 √3 2

この問題の（4）のことで緑線で囲った部分の言っていることがよく分からないので教えてほしいです。

70. <ピストンで封じられた気体〉思考 図1のように,摩擦なしに動くピストンを備 えた容器が鉛直に立っており,その中に単原子 分子の理想気体が閉じこめられている。容器は 断面積Sの部分と断面積 2S の部分からなって いる。ピストンの質量は無視できるが,その上 に一様な密度の液体がたまっており,つりあい が保たれている。 気体はヒーターを用いて加熱 することができ,気体と容器壁およびピストン との間の熱の移動は無視できる。 真空 真空 真空 2S S 2 12 液体 液体 h 2 液体 ピストン 気体 h+x 気体 h 気体 2 ヒーター 図 1 図2 図3 また,気体の重さ, ヒーターの体積, 液体と容器壁との摩擦や液体の蒸発は無視でき,液体 より上の部分は圧力0の真空とする。 重力加速度の大きさをgとする。 次の問いに答えよ。 〔A〕 まず,気体、液体ともに断面積Sの部分にあるときを考える。 このときの液体部分の 高さは今である。 2 h (1)初め,気体部分の高さは12,圧力はP。であった。液体の密度を求めよ。 (2) 気体を加熱して,気体部分の高さを1からんまでゆっくりと増加させた(図2)。この 間に気体がした仕事を求めよ。 (3)この間に気体が吸収した熱量を求めよ。 〔B〕 気体部分の高さがんのとき, 液体の表面は断面積 2Sの部分との境界にあった(図2)。 このときの気体の温度は T であった。 さらに, ゆっくりと気体を加熱して, 気体部分の 高さがん+x となった場合について考える (図3)。 1 x>0では,液体部分の高さが小さくなることにより, 気体の圧力が減少した。 気体の 圧力Pを, xを含んだ式で表せ。 (2)x>0では,加熱しているにもかかわらず,気体の温度はTより下がった。 気体の温 度Tを x を含んだ式で表せ。 気体部分の高さがんからん+xに変化する間に, 気体がした仕事 W を求めよ。 ④ 気体部分の高さがある高さん+X に達すると, ピストンをさらに上昇させるために必 V要な熱量が0になり, xがXをこえるとピストンは一気に浮上してしまった。Xを求 めよ。 [11 東京大〕

黄色の線を引いたところなのですが、どうして-mgとなるのですか？

➡ 45,46 解説動画 2 例題18 斜面上の運動 傾きの角が30°のなめらかな斜面 AB にそって上向きに, 9.8m/sの速さで点Aから物体をすべらせた。 重力加速度の大き さを 9.8m/s^ とする。 (1) 上昇中と下降中のそれぞれについて物体の加速度を求めよ。 9.8m/s (2) 物体が達した斜面上の最高点をPとするとき, AP間の距離 d[m] を求めよ。 30° A PP 指針 斜面に垂直な方向では力がつりあっている。 一方, 斜面に平行な方向では重力の分力によって加速 度が生じる。 上昇中と下降中とで加速度の向きと大きさは同じである。 解答 (1) 物体にはたらく力は図のようになる。 物 運動方程式は,直角三角形の辺の長さの比を用 体の質量をm, 加速度をαとし, 初速度の向き を正の向きとする。 いて (実際には ma=-mg× 2 下向き) m 1 1 a=- =- -×9.8= -4.9m/s2 a 2 30° mg '30° 30° mg Wx よって, 上昇中も下降中も加速度は 斜面方向下向きに 4.9m/s2 (2) vvs2=2ax」 において, 点Pでは,v=0, x=dより -9.82=2×(-4.9)d よって d=9.8m

こういった力のつりあいの問題について、三平方の定理を使って計算していくと√ が出てくるのですが、例えば三平方の定理を使って計算して出た答えが20√3だとしたらそのまま20√3と書いていいんですか？

(3) (a) 糸が引く力 T1[N] (b) 糸2が引く力 T2[N] 糸 1 45° (a) アカ[N] (b) 天井 45° 糸 2 A (重さ 40N) (S) 天井

この問題の見かけの重力はなんでQからBなんですか？aとgの大きさの関係が分からない以上gよりaの方が大きいと考えたらQからCの可能性もありますよね？

平な床面上で水平方向に運動することができる実験装置を静 止させ、実験装置内の天井の点Qに, 軽くて伸び縮みしない長さLの糸の一端 を固定し、糸の他端に質量mの小球を取り付け, 小球を最下点Aで静止させた。 全体が静止した状態から実験装置を一定の大きさαの加速度で水平右向きに動 かし続けて,実験装置内に固定したビデオカメラで振り子の小球の運動を撮影す ると,糸がたるむことなく,小球が点Aから上昇して鉛直線と糸のなす角度が 60°となる点Cに達した後,点Bを中央としてAC間の円弧上を往復するようす が確認できた。空気抵抗は無視できるものとする。 ma 60° 糸 L 実験装置 a 小球 Am 問4 次の文章中の空欄 ウ い BL 床面 a 図5 D = fav² + myle - 14 AVL I に入れる向きと数値の組合せとして 最も適当なものを,後の①~⑥のうちから一つ選べ。 23 ビデオカメラで撮影した小球の運動において, 小球にはたらく重力と慣性 力の合力をみかけの重力とよぶこととする。 このみかけの重力の向きは ウ I である。 の向きである。また,実験装置の加速度の大きさと重力加速度の 大きさの比は g ウ H ④ ⑤ QA Q → A Q → B Q → B QIC → Q-C → 店 √3 32 1 /3 1 18 √3 2 √3 2

この線で引いた部分は張力Tと常に釣り合ってますよね？

教科書で調べると、振れ角が小さい振り子の運動は単振動とみなせ,その周期 の理論式には重力加速度の大きさも関わることがわかった。 そのことを確認する ためには, 重力加速度の大きさが異なるいくつかの地点で実験する必要がある。 水平な面となす角度めのなめらかな斜面上で振り子をつくり, Φを変えて振り そこで、教室内で同様の効果を得ることができる実験方法として, 図4のように, 子の周期を測定する実験を考えてみた。 「軽くて伸び縮みしない糸の一端を斜面上に固定し,糸の他端に小球を取り付け る。そして、糸がたるまないように, 小球が静止しているときの糸の方向から糸 が 5°の角度をなす位置まで斜面上で小球を持ち上げて静かにはなし,斜面上で 振らせて振り子の周期を測定することをを変えて行う。空気抵抗は無視でき, 振り子の運動は単振動とみなせるものとし、重力加速度の大きさをg とする。 斜面 -5° Te 小球 水平な面 L 図 4 hgrinde n 問3 次の文章中の空欄 ア も適当なものを,後の①~⑧のうちから一つ選べ。 に入れる式と数値の組合せとして最 22 重力加速度の斜面に平行な方向の成分の大きさは ア である。 Φ=90° として振らせた振り子の周期を T90, Φ=30° として振らせた振り子の周期を L T30 T30 とすると, T90 イ となるはずである。 ア イ ① ② ④ ⑥ gsino gsino gsino gsino gcoso gcoso gcoso gcoso 1-2 12 12 √2 2 12 1 2

解答の波線の部分の意味がわかりません。どのように考えたらB→Cのグラフがこのような曲線になるんですか？ 解説をお願いします🙇‍♀️

58 単原子分子理想気体をなめらかに動く ピストンのついたシリンダー内に閉じ込め、 外部と熱のやりとりをすることにより, 気 体の圧力』と体積Vを図のサイクル A→ B→C→A のように変化させる。 気体定数 をR とする。 PA B 2p1 C p1 A (1) Aにおける絶対温度をT とするとき, BおよびCにおける絶対温度をそれぞ 0 V1 2V1V れ求めよ。 (2) A→B および C→Aの過程において, 気体が吸収する熱量をそれぞ れ求め, p, V を用いて表せ。 (3)B→Cの過程で気体がする仕事と,吸収する熱量を求め, pi, V, を 用いて表せ。 Wout Qin (4) このサイクルを一巡する間に, 気体がする仕事を求め, p1, V, を 用いて表せ。 (5) このサイクルにおいて, 絶対温度T (縦軸) と体積V (横軸)の関係 を表すグラフの概形を描け。 (神戸大)